110KV 地下变电站电磁辐射环境监测与分析

高健博

中检集团理化检测有限公司

一、电磁辐射的影响

作为两个位置互相垂直、交叉的电磁场主要设备，变压器与进出输送线路之间的距离应适中，电磁波的交互变化应与四周之间相互作用，以提升电磁波的传播覆盖面，对于形成电磁辐射，优化电磁波发射能力等具有积极意义。

（一）对电子设备的干扰

根据研究表明，因电磁感应影响，导线和电路会产生屏蔽信号的干扰现象，降低通信信号的接收质量，因此电磁辐射会影响电视与广播的正常播放，也会导致电子仪器失灵，严重的甚至会干扰医院、工厂等精密设备的正常工作，从而对民众的经济和生活造成较大影响。

（二）对人体的危害

人体是导体，电磁辐射会使人体产生电磁感应，干扰心电和脑电等人体正常的生物电，影响心脑的正常运行和功能；经医学证明，如果人体长期处于电磁场中时，会出现身体内部器官衰竭、行为方式改变等有害影响，同时会增加血液、淋巴液及细胞发生改变的风险，诱发癌症并加速癌细胞的增殖。

（三）电磁辐射的影响因素

众所周知，电磁辐射可对人体产生伤害，人民群众谈之色变，随着电磁辐射覆盖面的加大，对于周边居民的危害程度也越来越大，电磁辐射的杀伤力不断加剧，从科学角度分析，电磁辐射对于人体的伤害，主要是由于电磁强度、辐射覆盖面、电磁辐射的强度、频率等多方面因素导致的，而周边的生态环境、地理空间等也会影响到电磁辐射的伤害；同时，电磁辐射对人体的伤害也有个体差异，不同的人受辐射影响也有所不同。

二、地下变电站概况

本次分别选取了上海市宝山区某110 KV 全户内变电站和上海市青浦区某110 KV 全户外变电站进行监测，并进行分析：

1.上海市宝山区某 110 KV全域户内的变电站，从主容量上看，以2×50 MVA，110 KV 出线2回，变电站东侧为居民区，南侧和西侧为空地，北侧为公路；

2.上海市青浦区某 110 KV全户外的变电站，主变容量为2×50 MVA，110 KV 出线2 回，变电站东侧为河道，南侧和西侧均为农田，北侧为公路。

变电站在监测期间均正常运行。

三、监测内容与方法

（一）监测方法

从监测方法上看，对于变电站电磁辐射的监测与控制指标中，主要以工频，单位（V/m）、工频磁感应强度（μT）为主，两者之间的数据分析极为关键。结合具体的监测数据规范，以工频磁感应强度的稳定与数值的变化为核心，就监测方法进行优化分析。在监测方法中，选取实际应用最为广泛的电力线路、通信线路的空地最为关键，其中监测仪器中的探头需要架设在地面结构上方1.5 m 的高度处，并且对应的监测数据电磁场结构，并结合具体的监测工频电磁场时所使用的探头结构进行优化，其中探头之间的距离应保持在2.5 m，并且监测过程中所使用的仪器应与固定的物体之间距离保持在1 m 以内，这样对于优化监测结果，实现监测结果的准确性具有重要意义。

（二）监测布点

为了研究变电站的工频电磁场对周围环境的影响以及其衰减情况，我们在两座变电站的周边设置了监测点位。这些监测点位距离变电站的围墙5 米，测量高度为离地面1.5 米处的工频电磁场。为确保监测点位的准确性，敏感区域的监测点位被设置在靠近变电站一侧，并且与建筑物之间的距离不小于1 米。考虑到两座变电站具备衰减断面监测的条件，我们选取了变电站周围工频电场和工频磁感应强度最大的位置作为起点，然后沿着围墙垂直向外布设了断面监测点位。这些监测点位之间的间距保持在5 米，并且按顺序一直测量到距离围墙50 米的位置。我们对每个监测点位分别测量了电场强度和磁感应强度。这样的布设方案能够帮助我们了解变电站周围工频电磁场的情况，并观察其随着距离的增加而衰减的情况。具体的监测点位见图1和图2。

图1 上海市宝山区某110KV 全户内变电站

图2 上海市青浦区某110KV 全户外变电站

（三）监测日期和气象条件

上海市宝山区某110 KV 全户内变电站：2022 年10 月29日，天气多云，环境温度：15.7 ℃～20.9 ℃，相对湿度：55%～69%。

上海市青浦区某110 KV 全户外变电站：2022 年11 月6日， 天气晴，环境温度：13.2 ℃～18.7 ℃，相对湿度：46%～62%。

（四）监测结果

监测结果见表1 和表2

表1 宝山区某110KV 全户内变电站监测结果

表2 青浦区某110KV 全户外变电站监测结果

备注：本次监测使用的监测仪器为德国Narda 公司生产的NBM-550 型电磁辐射分析仪，分析仪的探头为EHP-50F。

根据表1 所示的监测结果，我们可以进行以下数据分析：

1.电场强度（V/m）方面：在变电站的不同边界和角落位置，电场强度的数值略有变化，最大值为0.132 V/m，最小值为0.089 V/m。从序号1 到序号7，电场强度呈现一定的变化趋势，但变化范围相对较小。在序号8的居民楼西侧空地上，距离变电站边界更远一些（6 米），电场强度为0.097 V/m。序号9 和序号10 的监测点位距离变电站边界更远（10 米和15 米），电场强度分别为 0.102 V/m 和0.092 V/m。

2.磁感应强度（μT）方面：

在变电站的不同边界和角落位置，磁感应强度的数值也略有变化，最大值为0.3748 μT，最小值为0.0557 μT。与电场强度相比，磁感应强度的变化范围更大。序号5 处的变电站西侧边界中部外5 米位置，磁感应强度达到最大值0.3748 μT。序号9和序号10 的监测点位距离变电站边界更远（10 米和15 米），磁感应强度分别为0.3128 μT 和0.2246 μT。通过这些监测数据，我们可以初步了解到该110KV 变电站的工频电场和磁感应强度的分布情况。然而，更详细和全面的数据分析还需要进一步的统计和比较，并结合相关的标准或限值来评估这些监测结果对外界的影响和衰减情况。

四、结果分析

通过对比表1 和表2 的监测结果可知，上海市青浦区某110 KV 全户外变电站边界外的工频电场强度最大值为28.34 V/m，最小值为5.315 V/m，宝山区某110 KV 全户外变电站边界外的工频电场强度最大值为0.132 V/m，最小值为0.089V/m；两座变电站的工频电场强度最大值相差约214 倍，最小值相差约60 倍，差距显著，说明相比于全户外变电站，全户内变电站的主变压器和配电装置均设置于室内，由于墙壁等障碍物的遮挡，可对工频电场强度起到良好的屏蔽作用，大幅度减小变电站产生的工频电场强度对外界的影响。

上海市青浦区某110 KV 全户外变电站周围边界的工频磁感应强度最大值为0.4416μT，最小值为0.0274μT，上海市宝山区某110 KV 全户外变电站边界外的工频磁感应强度最大值为0.3748μT，最小值为0.0557 μT，两种变电站工频磁感应强度的最大值和最小值相差不明显，说明墙壁对于工频磁感应强度的屏蔽效果有限，不能明显地减弱变电站的工频磁感应强度对外界的影响。

根据图3 和图4 对比结果可知，工频电场强度和工频磁感应强度都随着距离的增加而逐渐减弱，但全户内变电站的工频电场强度在20 米处已经衰减至最低水平，而全户外变电站的工频电场强度在50 米处依然有较明显的衰减，可见全户内变电站对于电磁辐射的传播距离也起到了很好的控制效果。

图3 宝山区某110KV 全户内变电站衰减断面趋势

图4 青浦区某110KV 全户外变电站衰减断面趋势

五、环境电磁辐射的防护措施

为了减少变电站产生的电磁辐射对工作人员及周边居民的影响，可采取以下措施：

1.变电站在建设选址时，应尽量远离居民生活和办公等密集的区域。如果无法避免时，应采取有效的措施，减小电磁辐射对周边环境及人类的影响：例如将变电站设计成全户内或地下变电站等方式，通过围墙或其他装置屏蔽变电站产生的电磁辐射。

2.进出变电站线路尽量避免采用架空线路的方式，应使用电缆沟将进线和出线等电缆线路埋于地下，从而降低产生的电磁辐射对周围环境的影响。

3.变电站应加强管理，减少变电站运行时电晕、放电等问题的发生。变电站应加强管理，应定期委托有相应检测资质的检测机构对变电站周边的工频电磁场进行监测，并将监测结果对外界公布，消除变电站周边居住的居民的疑虑。

4.加强变电站所有工作人员关于电磁辐射标准文件和相关知识的培训，合理安排人员工作的时间，减少人员在受电磁辐射影响较大区域的停留时间，必要时应穿戴防辐射服，减小对变电站内工作人员的影响。

5.通过加强对周边居民的宣传，让民众更加了解电磁辐射的相关知识，减少变电站产生的电磁辐射对周边居民的影响。

六、结束语

通过以上监测结果可知，上述两种类型的变电站边界外的磁感应强度和工频电场均能达到《 电磁环境控制限值》（GB8702-2014）中控制限值要求。同时可看出，墙壁等障碍物对于工频电场有着显著的屏蔽效果。工频电场、磁感应强度会随着辐射远距离的增大而逐渐减弱。在人口密集区域建设变电站时，可通过改变变电站的类型，采用科学合理的防护措施，将变电站产生的电磁辐射对周围环境和居民的影响降到最低。